CC BY
33
Библиографический список
1. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.1.2.1002-00. М.: Минздрав РФ, 2001. 24 с.
2. Дополнение к МГСН 2.03-97. Системы нормативных документов в строительстве «Нормы (предельно допустимые уровни) магнитных полей промышленной частоты (50 Гц) в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебных территориях» (проект). М.: Изд-во стандартов, 2003. 13 с.
3. Крюков А.В., Закарюкин В.П., Иванов А.Н. Моделирование электромагнитных полей, создаваемых многопроводными линиями электропередачи // Проблемы энергетики. 2007. № 7-8. С. 37-43.
4. Свидетельство об офиц. регистр. программы для ЭВМ №2007612771 (РФ) «РаЕопо^-Качество - Расчеты показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения в фазных координатах с учетом движения поездов» / Закарюкин В.П., Крюков А.В. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Зарегистр. 28.06.2007.
УДК 621.1: 005.6
МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ ПЕРЕВОДА ОБЪЕКТОВ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ НА ГАЗ КАК ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ В ЭНЕРГЕТИКЕ
1 2 М.А. Семенов , Т.В. Черемных
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предложена система критериев, позволяющая осуществить выбор объектов тепловой энергетики для модернизации путем замены угля (в качестве основного энергоресурса) на газ. Предлагаемая система позволяет сформировать объективную программу модернизации тепловой энергетики муниципального уровня с учетом экономических, социальных и экологических аспектов. Табл. 2. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: тепоэнергетика; котельные; топливо; каменный уголь; газ; энергобезопасность; энергосбережение; программы модернизации; система критериев; социальная, экономическая, экологическая эффективность.
METHODOLOGY TO FORM A PROGRAM FOR THE CONVERSION OF OBJECTS OF SMALL POWER ENGINEERING ON GAS AS AN ELEMENT OF A QUALITY MANAGEMENT SYSTEM IN POWER ENGINEERING M.A. Semenov, T.V. Cheremnyh
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors propose a system of criteria, which allows to choose the objects of thermal power engineering for the modernization by replacing coal (as a primary energy source) on gas. The proposed system allows to create an objective modernization program of thermal power engineering at the municipal level, taking into account economic, social and environmental aspects. 2 tables. 6 sources.
Key words: thermal power engineering; boilers; fuel; coal; gas; energy security; energy saving; modernization programs; system of criteria; social, economic, and environmental efficiency.
Кризисное состояние коммунальной теплоэнергетики Иркутской области [1] повышает вероятность возникновения крупномасштабных аварийных ситуаций, снижает надежность теплоснабжения населенных пунктов и ведет к разбалансированности всех отраслей экономики.
Изменение ситуации в сторону повышения экономической и энергетической эффективности объектов коммунальной теплоэнергетики требует значительных
капитальных вложений, инвестирование которых должно носить плановый, системный характер.
Важнейшим направлением работ в области обеспечения энергобезопасности и энергосбережения и, как следствие, повышение качества теплоснабжения [2] является разработка и реализация региональных инновационных программ управления качеством в тепловой энергетике. Под системой управления качеством в тепловой энергетики будем понимать управ-
1Семенов Михаил Алексеевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Управление промышленными предприятиями».
Semenov Michael, Doctor of technical sciences, Professor of the chair of Management of Industrial Enterprises.
2Черемных Т.В., соискатель на получение степени кандидата экономических наук, кафедра «Управление промышленными
предприятиями».
Cheremnyh T.V., Competitor for a scientific degree of a Candidate of Economics of the chair of Management of Industrial Enterprises.
ление качеством реализации бизнес- и технологических процессов на всех стадиях обеспечения потребителей ТЭ: от добычи энергетических ресурсов (угля, газа, торфа) до обеспечения у потребителя необходимого температурного режима.
В [3] предложен достаточно общий алгоритм формирования и реализации системы управления качеством производства и распределения тепловой энергии в регионе. Одним из ключевых этапов реализации такой системы является этап разработки программы перевода автономных теплоисточников на газ. Программа должна соответствовать социальным, экологическим и экономическим критериям. Авторами предпринята попытка разработать методологию формирования программы перевода объектов малой теплоэнергетики на газ на базе системы критериев, которая должна обеспечить объективный выбор котельных с учетом как технических характеристик (КПД, степень износа оборудования, наличие системы КИП и А), так и социальных, экологических и экономических показателей модернизации теплоисточника.
Краткий анализ состояния тепловой энергетики Иркутской области. В сфере обеспечения потребителей тепловой энергией накопилось множество проблем, которые имеются как в крупных системах теплофикации и централизованного теплоснабжения, так и в сфере теплоснабжения от мелких котельных:
• Значительный износ оборудования и, как следствие, снижение эффективности, надежности и качества теплоснабжения потребителей. Основное оборудование ОАО «Иркутскэнерго» отработало более 40 лет (основная дата ввода турбин и котлоагре-гатов в пределах 1952-1980 гг.). Срок эксплуатации оборудования станций превысил нормативный ресурс, в результате чего оборудование нуждается в замене.
• Физический износ и необходимость модернизации и замены оборудования котельных области. Основную их долю составляют котельные малой мощности (96%). Как правило, они отличаются неудовлетворительным техническим состоянием. Замена поверхностей нагрева и котлов в целом производится в недостаточном объеме и не устраняет негативную тенденцию старения оборудования. Котельные отличаются изношенностью и низкой экономичностью.
• Отсутствие средств механизации и автоматизации работы котельного оборудования. До сих пор в мелких котельных используется ручной труд. Коэффициент полезного действия таких котельных фактически составляет 30-58%, вместо 70-80% по паспорту, что снижает их располагаемую мощность, приводит к существенному перерасходу топлива (на 30-40%), повышению тарифов и ухудшению экологической обстановки в населенных пунктах.
• Отсутствие систем автоматики и регулирования в тепловых сетях и установках потребителей не позволяет организовать эффективные режимы работы систем в течение отопительного периода и является одной из основных причин больших непроизводствен-
ных потерь тепла при его транспортировке и потреблении.
• Значительный износ и старение тепловых сетей ведет не только к постоянному увеличению тепловых потерь, но и к нарастанию количества аварий с массовыми отключениями зданий и нарушением работы местных систем теплопотребления.
• Отсутствие систем измерения и учета производства и потребления тепловой энергии. Отсутствие учета потребляемого тепла у потребителей не создает стимулов для экономного расходования тепловой энергии на отопление и горячие водоснабжение. В результате фактические расходы тепла превышают нормативные, а достоверные данные о тепловых нагрузках и фактическом потреблении тепла отсутствуют.
• Несовершенство тарифной политики, её социальная направленность, которая не обеспечивает реальных финансовых потребностей организаций коммунального комплекса в модернизации объектов коммунальной инфраструктуры и не формирует стимулы к сокращению затрат. Действующая система тарифного регулирования и договорных отношений в коммунальном комплексе обуславливает высокие инвестиционные риски и препятствует привлечению средств внебюджетных источников в этот сектор экономики [4].
Оценка степени благополучия энергетического хозяйства области осуществляется посредством индикаторов энергетической безопасности, которые сравниваются с их нормативными пороговыми значениями [5].
К основным индикаторам энергетической безопасности Иркутской области относятся:
- износ основных производственных фондов энергетических отраслей;
- сбалансированность области и ее территорий по энергоресурсам;
- диверсифицированность энергоснабжения;
- дефициты и ограничения поставок энергоресурсов;
- энергоемкость экономики области;
- обновление основных производственных фондов и др.
Значения важнейших индикаторов энергетической безопасности Иркутской области представлены в табл. 1.
Проанализировав данные, можно сделать ввод, что фактическое значение основных индикаторов энергетической безопасности Иркутской области находится в кризисном состоянии и негативно сказывается на состоянии энергетической отрасли в целом.
Иркутская область обладает уникальными запасами углеводородных ресурсов: в ее недрах содержится около 10 млрд т углеводородов. На территории области открыто, разведано и подготовлено к промышленному освоению крупнейшее в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке Ковыктинское газоконден-сатное месторождение с утвержденными запасами категории С1+С2 в объеме около 2 трлн м3.
Таблица 1
Области значений важнейших индикаторов энергетической безопасности
Объект исследования Индикатор, единица измерения Область значений Фактически
Предкризисная Кризисная
Оборудование Средний физический износ ОПФ, % Доля собственных источников в балансе КПТ, 40-50 > 50 ~ 50
и технологии % 50-80 < 50 70
ТЭК
Доля доминирующей мощности в структуре производства электроэнергии 50-70 > 70 70
Экономика Соотношение темпов снижения энергоемкости и роста ВВП Коэффициент обновления ОПФ ТЭК в отчет- равно темпам роста ВВП 4-5 ниже темпов роста ВВП ниже темпов роста ВВП
ном году, % < 4 < 1
Несмотря на то, что Иркутская область обладает уникальными запасами углеводородов, она по уровню использования качественных видов топлива (газ, мазут) в балансе котельно-печного топлива значительно уступает другим, особенно европейским, районам Российской Федерации (менее 10% против 65-70%). Это негативно сказывается на эксплуатационных затратах, является причиной недопустимо высокого уровня загрязнения окружающей среды.
Одним из направлений снижения антропогенной нагрузки в городах и крупных населенных пунктах области является газификация населения (с печным отоплением) и сжигание газа в мелких котельных области.
Освоение углеводородных ресурсов и газификация потребителей является одним из основных направлений дальнейшего развития экономики Иркутской области, необходимым условием для решения ряда основных проблемы повышения энергетической эффективности и энергобезопасности [6].
1. Повышение энергетической безопасности за счет увеличения доли высококачественных видов топлива (природного газа и продуктов переработки нефти) в общем балансе котельно-печного топлива;
существенного снижения количества аварий и отказов в работе систем теплоснабжения, особенно, в средних и малых городах из-за большого физического износа объектов теплового хозяйства области и использования в котельных низкокачественных видов топлива;
снижения потерь тепловой энергии путем внедрения новых технологий и оборудования, повышения технического уровня, повышения КПД преобразования топлива в тепловую энергию до 85-95%.
2. Социально-экономический эффект состоит:
в повышении надежности теплоснабжения, комфортности проживания;
в существенном снижении энергоемкости (за счет реализации принципа мультипликативности) валового внутреннего регионального продукта [6] и, как следствие, повышении конкурентоспособности всей экономики области .
3. Газификация котельных и жилого сектора с печным отоплением обеспечит: значительное сниже-
ние выбросов в приземный слой атмосферы; уменьшение количества золошлаковых отходов и, как следствие, снижение затрат на природоохранные мероприятия.
Перевод котельных на газ вдоль трассы газопровода до Иркутска, являясь стратегическим направлением развития энергетики Иркутской области, позволит модернизировать порядка 350 энергоисточников суммарной мощностью 1500 Гкал/ч. Из них 326 котельных (1350 Гкал/ч) находятся в ведении муниципалитетов, а 24 (146 Гкал/ч) принадлежат различным ведомствам. Суммарные необходимые инвестиции для их перевода на газ оцениваются в 7,3 млрд руб.
Методология формирования программы перевода объектов малой энергетики на газ. Для объективного выбора теплоисточников, подлежащих модернизации, и разработки программы газификации коммунальной системы теплообеспечения попытаемся сформировать систему критериев, позволяющую максимально охарактеризовать конкретный объект и условия возможного перевода данного объекта на газ, учитывая социальные, экономические и экологические аспекты (табл. 2).
Очевидно, что предложенная система критериев может быть расширена путем введения дополнительных показателей: объем инвестиций для модернизации котельной к новому виду топлива; КПД до реконструкции и КПД после; себестоимость производства Гкалл и т.д.
Однако эти показатели необходимо учитывать в процессе проектирования модернизации конкретной котельной с её техническими характеристиками до и после реконструкции. Набор критериев также может меняться в зависимости от того, какие цели преследуются в результате реализации конкретного проекта (социальной направленности, получения экономического эффекта и тд.).
Для разработки математической модели и построения программы поэтапного перевода необходимо определить количественное значение каждого критерия.
Значения весовых коэффициентов каждого критерия определяются группой экспертов, принимающих решение о необходимости модернизации котельной.
Таблица 2
Критерии выбора объектов энергетики для перевода на новый вид топлива
№ Критерий Ед. изм. Комментарии
1 Удаленность котельной от магистрального газопровода км Определяет очередность перевода объектов: чем больше расстояние до газопровода, тем большее затрат для осуществления перевода
2 Площадь отапливаемого жилого фонда рассматриваемой котельной м2 Отражает социальную значимость реализации проекта
3 Площадь объектов соцкультбыта (СКБ), с центральным теплоснабжением м2 Характеризует объем потребления тепловой энергии социально значимых объектов инфраструктуры в районе обслуживания конкретной котельной
4 Возможность перспективной застройки в районе обслуживания котельной м2/ в год Отражает возможный рост теплопотребления и, соответственно, увеличение нагрузки на конкретную котельную, что влечет за собой требования к мощности данного объекта в результате модернизации
5 Наличие действующих предприятий и их производительность (в стоимостном выражении) в районе обслуживания данной котельной тыс./день Показывает, какие потери могут понести предприятия (экономика района обслуживания) в результате остановки (аварии) рассматриваемого объекта теплоэнергетики
6 КПД рассматриваемого теплоисточника % Основной показатель для определения необходимости модернизации
7 Мощность котельной Гкал/ч Предполагается условно разделить котельные на три группы: производительность более 20 Гкал/ч, от 5 до 20 Гкал/ч и менее 5 Гкал/ ч для адекватной оценки их технико-экономических показателей и дальнейшей стоимостной оценки перевода на газ
8 Экологический эффект модернизации конкретного объекта тыс. т/год Показывает, как уменьшится количество вредных выбросов в окружающую среду в результате модернизации
9 Наличие/отсутствие альтернативных источников тепла Позволяет учитывать риски, связанные с выходом из строя существующего теплоисточника, и возможностью его аварийной замены
10 Затраты на создание альтернативного теплообеспечения объектов социальной инфраструктуры млн руб./ год Отражает затраты на создание альтернативного источника теплоэнергии для особо важных объектов социальной инфраструктуры района обслуживания
Используя полученные значения критериев и весовых коэффициентов, можно построить модель, позволяющую достаточно объективно рассчитывать и анализировать варианты перевода на газ (или другой вид топлива) и реконструкции конкретного теплоисточника.
Численное моделирование с использованием соответствующих моделей позволит предложить объективную, технически и социально обоснованную программу последовательного перевода котельных с угля на газ.
Выводы. Предложенная модель выбора объектов коммунальной теплоэнергетики для перевода с угля на газ может стать основой формирования объективной методики перевода объектов коммунальной энергетики с угля на газ с учетом их экономических, экологических и социальных преимуществ. Представляется, что данная методика должна стать необходимым элементом системы управления качества производства и распределения тепловой энергии в регионе.
Библиографический список
1. Семенов М.А., Черемных Т.В. Состояние теплоэнергетики Иркутской области // Вестник ИрГТУ. 2010. №1 (41). С.268-291.
2. Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2010 г. N 190-ФЗ "О теплоснабжении" // Российская газета. 2010. №5247.
3. Семенов М.А., Черняк И.С., Черемных Т.В., Хаматаев Р.В. Инновационная модель и методика формирования системы управления качеством объектов тепловой энергетики // Вестник экономической интеграции. 2010. №5 (25). С. 149.
4. Стратегия социально-экономического развития Иркутской области на долгосрочную перспективу / под руководством В.Н. Княгинина. СПб, 2007. 88 с.
5. Надежность топливо- и энергоснабжения и живучесть систем энергетики регионов России / под науч. ред. Н.И. Воропая, А.И. Татаркина, Л.Л. Богатырева, А.В. Бочегова. Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 2003. 392 с.
6. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. №1715-р «Энергетическая стратегия России на период до 2030 г.» // Собрание законодательства Российской Федерации. 2009г. №48. ст. №1715-р.
УДК 621.398
ИНТЕГРАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГООБЪЕКТОВ
Ю.М. Устинов1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены основные понятия и проблемы системной интеграции средств проектирования и эксплуатации энергообъектов. Предложен объектно-ориентированный онтологический подход для организации системной интеграции и вариант его реализации. Проведён анализ задач, возникающих при использовании данного подхода, и варианты их решения. Описаны экспериментальные наработки, использующие объектно-ориентированный онтологический подход, и дальнейшие перспективы данного ПО. Ил. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: онтология; корпоративная информационная система; объектно-ориентированная система управления базами данных; энергообъекты.
INTEGRATION OF COMPUTER-AIDED DESIGN FACILITIES AND POWER PLANT EXPLOITATION Yu.M. Ustinov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article deals with the basic concepts and problems of system integration of design facilities and power plant exploitation. The author proposes an object-oriented ontological approach to the organization of the system integration and an option for its implementation. He carries out the analysis of the problems arising when using this approach, and their alternate solutions. The article describes the experimental developments, using the object-oriented ontological approach, and further prospects of this software. 2 figures. 5 sources.
Key words: ontology; corporative information system; object-oriented database control system; power plants.
Системная интеграция - это разработка комплексных решений по автоматизации технологических и бизнес-процессов предприятия. Её конечная цель -максимально эффективное управление технологическим процессом, производством, организацией в целом. В системной интеграции выделяются такие составляющие: структурированная кабельная система (СКС); программные и аппаратные комплексы систем планирования ресурсов предприятия; управления взаимодействия с клиентами; БСАйА-системы; системы АСУ ТП и т.д. Фирмы, производящие работы по системной интеграции этих компонентов, называются системными интеграторами. В большей мере для российского рынка системной интеграции свойственно внедрение системными интеграторами уже готовых
решений, лишь в некоторых случаях интеграторы разрабатывают свои уникальные программные и аппаратные комплексы [1].
Программное обеспечение, используемое системными интеграторами для создания корпоративной информационной системы (КИС), как правило, коммерческое и представляет собой платформу для разработки прикладных программ, например, «1С: Предприятие» фирмы 1С или «SAP R/3» фирмы SAP. Основная направленность данного программного обеспечения - повышение эффективности организационных процессов: консолидация данных, документооборот, логистика, взаимодействие с клиентами, поставщиками и проч. Разрабатываемое ПО постоянно развивается и модифицируется, добавляются новые мо-
1Устинов Юрий Михайлович, аспирант, тел.: 89016524343, е-mail: ustinovum@mail.ru Ustinov Yury, Postgraduate Student, tel.: 89016524343, e-mail: ustinovum@mail.ru
